华南理工大学研究生入学物理化学复习资料

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华南理工大学研究生入学考试物理化学复习提纲

第二章 热力学第一定律与热化学

一、重要概念

系统与环境，隔离系统，封闭系统，（敞开系统），广延性质（加和性：V，U，H，S，A，G），强度性质（摩尔量，T，p），功，热，内能，焓，热容，状态与状态函数，平衡态，过程函数（Q，W），可逆过程，节流过程，真空膨胀过程，标准态，标准反应焓，标准生成焓，标准燃烧焓 二、重要公式与定义式 1. 体积功：W= -p外dV

2. 热力学第一定律： U = Q+W ， dU =Q +W 3．焓的定义： H=U + pV

4．热容：定容摩尔热容 CV，m = Q V /dT = （ Um/ T ）V 定压摩尔热容 Cp，m = Q p /dT = （ Hm/ T ）P 理性气体：Cp，m- CV，m=R ；凝聚态：Cp，m- CV，m≈0 理想单原子气体CV，m =3R/2，Cp，m= CV，m+R=5R/2

5. 标准摩尔反应焓：由标准生成焓 fHB （T）或标准燃烧焓 c HB （T）计算 rHm = vB fHB （T） = - vB c HB （T） 6. 基希霍夫公式（适用于相变和化学反应过程）

T2

rHm （T2）= rHm （T1）+T1

rCp，m dT

7. 恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式

Qp-QV = rHm（T） - rUm（T） = vB（g）RT 8. 理想气体的可逆绝热过程方程：

p1V1 = p2V2 ， p1V1/T1 = p2V2/T2 ， =Cp，m/CV，m 三、各种过程Q、W、 U、 H 的计算 1．解题时可能要用到的内容

（1）对于气体，题目没有特别声明，一般可认为是理想气体，如N2，O2，H2等。 恒温过程dT=0， U= H=0， Q=W；

非恒温过程， U = n CV，m T， H = n Cp，m T， 单原子气体CV，m =3R/2，Cp，m = CV，m+R = 5R/2

（2）对于凝聚相，状态函数通常近似认为与温度有关，而与压力或体积无关，即 U≈ H= n Cp，m T

2． 恒压过程：p外=p=常数，无其他功W'=0

T2

（1） W= -p外（V2-V1）， H = Qp =

T1

n Cp，m dT， U = H- （pV），Q= U-W

（2） 真空膨胀过程p外=0，W=0，Q= U

理想气体结果：dT=0，W=0，Q= U=0， H=0

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（3） 恒外压过程：

例如（p124习题2-7）： 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ℃ ，则压力升到1013.25kPa。求整个过程的W、Q、 U及 H。已知该气体的CV，m 恒定为20.92J mol1 K-1。

-

解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态：

(T1=27℃, p1=101325Pa，V1)→(T2=27℃, p2=p外=?，V2=?)→(T3=97℃, p3=1013.25kPa，V3= V2) 首先计算功W，然后计算 U，再计算Q， H。

3. 恒容过程 ：dV=0

T2

W=0，QV U =4．绝热过程：Q=0

T1

n CV，mdT， H= U+V p

T2

T2

（1）绝热可逆过程 W=

T1

pdV = U =

T2

T1

n CV，mdT ， H= U+ pV

T2

理想气体：p1V = p2V ， p1V T1= p2V T2 （2）绝热一般过程：由方程W =

T1

p外dV = U =

T1

n CV，m dT 建立方程求解。

5．节流过程（等焓过程）： H=0，Q=0

焦耳-汤姆逊系数 J-T = （ T/ p）H，理想气体 J-T =0，实际气体 J-T ≠0 6. 相变过程S（ ）→S（ ）：

（1）可逆相变（正常相变或平衡相变）：在温度T对应的饱和蒸气压下的相变，如水在常压下的0℃ 结冰或冰溶解，100 ℃ 时的汽化或凝结等过程。 由温度T1下的相变焓计算另一温度下的相变焓T

T2

Hm （T2）= Hm （T1）+T1

Cp，m dT

（2）不可逆相变：利用状态函数与路径无关的特点，根据题目所给的条件，设计成题目给定或根据常识知道的（比如水的正常相变点）若干个可逆过程，然后进行计算。

-5℃ 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程，

H2O（l，1 mol，-5℃ ，pO ） H2O（s，1 mol，-5℃，pO ）

↓△H2 ↑△H4

H2O（s，1 mol，0℃，pO ） H2O（l，1 mol， 0℃，pO

7．化学过程：标准反应焓的计算

（1） 由298.15K时的标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓，然后利用基希霍夫公式计算另一温度T时的标准反应焓。

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注意：生成反应和燃烧反应的定义，以及标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓存在的联系。 例如 H2O（l）的生成焓与H2的燃烧焓，CO2 的生成焓与C（石墨）的燃烧焓数值等同。 （2）一般过程焓的计算：基本思想是（1），再加上相变焓等。

（3）燃烧反应系统的最高温度计算：整个系统作为绝热系统看待处理由系统焓变 H=0 建立方程计算。 说明：本章一般不单独出题。

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第三章 热力学第二定律

一、重要概念

卡诺循环，热机效率，熵，摩尔规定熵，标准熵，标准反应熵，亥姆霍兹函数，吉布斯函数

二、主要公式与定义式

1. 热机效率： = -W / Q1 =（Q1+Q2）/ Q1 = 1 - T2 / T1 2．卡诺定理：任何循环的热温熵小于或等于0

Q1 / T1 + Q2 / T2 ≤0

克老修斯（R.Clausius）

2

1 S≥Qr / T

3．熵的定义式：dS = Qr / T

4．亥姆霍兹（helmholtz）函数的定义式： A=U-TS 5．吉布斯（Gibbs）函数的定义式：G=H-TS，G=A+pV 6．热力学第三定律：S*（0K，完美晶体）= …… 此处隐藏：13401字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……